3 水损害的预防
调查表明,造成沥青路面水损害破坏的非常复杂,可以归结为沥青混合料空隙率过大、压实度不足、路面渗水、路面厚度偏薄、沥青混合料抗水损害能力不足、排水设施不完善等。水损害的预防和治理是一项非常复杂的工作,它涉及到材料的级配,结构层的设计,施工的工艺水平以及通车后的长期养护。因此,必须从设计、施工和养护三方面综合考虑采取多种措施,才能有效预防水损害现象的产生。具体如下:
(1)应该考虑如何使水不容易侵人路面结构层。例如,防止中央分隔带植草植树后水侵人路面,有的高速公路将中央分隔带封闭后,在其上摆大盆栽树是一种值得提倡的措施;防止凸型中央分隔带两侧缘石与面层沥青混凝土连接处粘结不好而透水,如京津唐高速公路那样不作凸型中央分隔带并取消路缘石,消除水透人面层的这一途径。此外,当出现纵向和横向裂缝时应该及时封闭,防止水沿裂缝侵人结构层。为较好的防止水侵人,可以使面层的各层都采用空隙率不大于5% 的密实沥青混凝土。实践表明,沥青面层中那一层空隙率大,一旦水进人,那一层就会产生水损害。某高速公路沥青面层的表层和中层都是密实的I型沥青混凝土,但底面层是空隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土,开放交通不久,在某些路段上产生了早期纵向裂缝。雨水从纵向裂缝进人并滞留在底面层,使沥青混凝土的强度显着减弱。虽然初期沥青面层尚未产生其他明显的水损害现象,但随着开放交通时间增长,路面逐渐产生了网裂等表面破损。因此,在保证面层混合料高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性的基础上,应该尽量减小各层混合料的空隙率,最好全部面层结构都采用空隙率不大于5%的密实沥青混凝土。
(2)应该提高沥青与矿料的粘结力。当水进人沥青混合料后,在快速重载车辆作用下容易产生沥青剥落现象。为减轻沥青剥落,改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性,需要增强沥青与矿料的粘结力。有关研究建议,为加强粘结力应该保证中面层和底面层的粘结力不小于4级,表面层的粘结力不小于5级。
(3)应该提高混合料压实标准,沥青混凝土的压实度不仅对沥青混凝土的物理力学性质有着重要的影响,而且是决定现场空隙率的主要因素。对于配合比设计空隙率为4% 的同一种沥青混凝土,在不同压实度下的现场空隙率有明显差别。在压实度为96%时,现场空隙率接近8% ;在压实度为98%时,现场空隙率接近6% ,前者的渗透系数明显大于后者。所以在实际施工中,要严格保证压实度达到设计标准,表面层压实度不小于98% ,中面层和底面层不小于97% 。
(4)应该在路面结构层中设置排水层和防水层。从我国沥青路面的早期破坏来看,往往表面水还没有渗透到中面层或下面层,表面层或中面层就已经开始破坏。鉴于当前我国高速公路建设中,很多人担心沥青面层薄了容易破坏,愿意用厚的沥青面层。在这种情况下,为了防止水渗人到面层下部造成破坏,可考虑将防水层设在表面层下面。同时,应该在基层顶面设置多孔隙沥青混合料排水层,使水能尽快排出路面结构层。
4 小结
(1)沥青混合料和沥青路面施工质量及一些外部因素可能会导致沥青路面剥落,主要是:路面排水系统不健全,路面压实度不足,混合料离析以及集料表面粉尘太多等。
(2)现行沥青路面施工技术规范关于水损害的三个指标,即粘附性大于4级强度、浸水马歇尔稳定度大于80% ,以及简化洛特曼法间接抗拉强度比TSRI≥70% ,存在一些缺陷,还控制不了水损害。
(3)AASHTO T283利用空隙率为7% 的试件来进行试验,模拟施工好的路面空隙率,更为科学合理,真空饱水条件更为严密,加上冻融循环,适合作为南方多雨有冰冻地区抗水损害的指标。(4)添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力,但抗剥落剂(液体和石灰添加剂)对集料和沥青有选择性。因此,不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论,应通过周密的试验设计来进行筛选。石灰是一种很有效的抗剥落剂,但使用比较困难。
(5)即使通过了AASHTO T283的TSR≥80%的要求,也只表明这种混合料水损害潜在的危险较小,还要有健全的排水系统、通过良好的压实等其它措施来保证。
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